Quasar luminoso PDS 456 explorado com MUSE

Usando o Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) no Very Large Telescope (VLT), no Chile, uma equipe internacional de astrônomos inspecionou um quasar luminoso conhecido como PDS 456. Os resultados da campanha observacional, publicada em 26 de março no servidor de pré-impressão arXiv, lançaram mais luz sobre a emissão ionizada deste quasar.

MUSE image centered on the quasar PDS 456. Credit: Travascio et al., 2024. 

Quasares, ou objetos quase-estelares (QSOs) são núcleos galácticos ativos (AGN) de luminosidade muito alta, emitindo radiação eletromagnética observável em comprimentos de onda de rádio, infravermelho, visível, ultravioleta e raios-X. Eles estão entre os objetos mais brilhantes e distantes do universo conhecido, e servem como ferramentas fundamentais para inúmeros estudos em astrofísica, bem como cosmologia. Por exemplo, quasares têm sido usados para investigar a estrutura em grande escala do universo e a era da reionização. Eles também melhoraram nossa compreensão da dinâmica de buracos negros supermassivos e do meio intergaláctico.

Com um desvio para o vermelho de 0,185, o PDS 456 é um quasar luminoso radiosilencioso próximo. Com uma luminosidade bolométrica a um nível de um quattuordecillion erg/s, é o quasar radio-silencioso mais luminoso a um desvio para o vermelho abaixo de 0,3. Observações anteriores do PDS 456 descobriram que ele exibe ventos de raios X relativísticos e poderosos ultrarrápidos, e um fluxo molecular maciço e aglomerado de monóxido de carbono que se estende até 16.000 anos-luz para leste do núcleo.

Um grupo de astrônomos liderado por Andrea Travascio, da Universidade de Milano-Bicocca, na Itália, decidiu aproveitar o grande campo de visão do MUSE para investigar o PDS 456. O MUSE permitiu que a equipe de Travascio mapeasse com detalhes sem precedentes a emissão ionizada desse quasar com uma vazão multiescala e multifásica.

Em primeiro lugar, as observações mostram que o PDS 456 reside em um ambiente complexo caracterizado pela emissão difusa de gás ionizado que se estende até uma distância máxima projetada de 150.000 anos-luz. Este ambiente inclui um reservatório de gás com uma massa de cerca de 10-100 milhões de massas solares, oito galáxias companheiras e um fluxo de saída multifásico.

As observações do MUSE identificaram uma saída de oxigênio duplamente ionizado com uma velocidade de 600 km/s. O fluxo de saída tem um tamanho projetado de cerca de 65.000 anos-luz e um gradiente de velocidade ao longo da direção leste-oeste. A taxa de massa de saída foi calculada para estar em um nível de 2,3 massas solares por ano, que é significativamente menor do que em quasares com luminosidade bolométrica semelhante. 

O estudo descobriu que o fluxo de hidrogênio-alfa mostra uma escala, morfologia e cinemática semelhantes ao fluxo molecular de monóxido de carbono. Esse achado sugere que esses dois componentes pertencem ao mesmo fluxo de saída multifásico e podem ser impulsionados a partir do mesmo episódio de feedback anterior da AGN.

Em suma, os autores do artigo sublinharam que os novos resultados fornecem insights importantes sobre a complexa interação entre as diferentes fases dos fluxos impulsionados por AGN e a riqueza do ambiente circumgaláctico do PDS 456.

"Isso pode ajudar no planejamento e na realização de futuras investigações multibanda das propriedades dos quasares luminosos que brilham ao meio-dia cósmico", concluíram os pesquisadores.

Fonte: Phys.org